第四層交換機功能特性

隨着網絡信息系統由小型到中型到大型的發展趨勢，交換技術也由原來最初的基於MAC地址的交換，發展到基於IP地址的交換，進一步發展到基於IP+端口的交換，本文對第四層交換技術作了一個比較全面的介紹。

1.數據包過濾：在傳統路由器上，採用第四層信息端口號去定義訪問控制列表過濾規則。四層交換也借用了控制列表的概念，但和基於軟件的路由器不一樣，第四層交換是在ASIC專用高速芯片中實現的，從而使過濾控制可以線速進行。

2.服務質量：TCP/UDP第四層信息還可以用於建立應用通信的優先級。第四層交換允許用基於端口號(應用)來區分優先級，設置優先級隊列，確保重要的流量(如：VOIP、視頻)在得到最快的處理，使緊急應用獲得網絡的高級別服務。

3.負載均衡：第四層交換負載均衡的原理，就是按照IP地址和TCP端口進行虛擬連接的交換，直接將數據包發送到目的計算機的相應端口中。具備第四層交換能力的交換機，能作為一個硬件負載均衡器，完成服務器的負載均衡。

於第四層交換基於硬件芯片，因此性能非常優秀，尤其是對於網絡傳輸的速度，交換的速度遠遠超過普通的數據包轉發。採用第四層交換機設備，所有的集羣主機通過第四層交換機與外部Internet相連，外部客户防問服務器時通過第四層交換機動態分配服務器，實現動態負載均衡，當其中一台服務器出現故障時，由交換機動態將所有流量分配到集羣中的其他主機上。

4.主機備用連接：主機備用連接為端口設備提供了宂餘連接，從而在交換機發生故障時有效保護系統，這種服務允許定義主備交換機，同虛擬服務器定義一樣，它們有相同的配置參數。

由於第四層交換機共享相同的MAC地址，備份交換機接收和主單元全部一樣的數據。這使得備份交換機能夠監視主交換機服務的通信內容。主交換機持續地通知備份交換機第四層的有關數據、MAC數據以及它的電源狀況。主交換機失敗時，備份交換機就會自動接管，不會中斷對話或連接。

5.統計與報告：通過查詢第四層數據包，第四層交換機能夠提供更詳細的統計記錄。因為管理員可以收集到更詳細的哪一個IP地址在進行通信的信息，甚至可根據通信中涉及到哪一個應用層服務來收集通信信息。

當服務器支持多個服務時，這些統計對於考察服務器上每個應用的負載尤其有效。增加的統計服務對於使用交換機的服務器負載均衡服務連接同樣十分有用。包含詳盡的'實時報告和歷史紀錄報告，全面的報告功能為管理員提供了對帶寬資源的充分掌握，從而使企業可以作出更合適的業務決策。

第四層交換機在業界有一通用的名字叫做“應用交換機”，比較有名的有如下幾款：美國的F5公司的BIG-IP 2400系列鏈路應用交換機可實定製負載平衡，流量優先級安排，基於政策的流量引導，來源、目的地和應用交換。

Radware公司的Web Server Director應用交換機可保障服務器羣的完全可用性、優化運行以及完備的安全性，從而保證網絡和數據中心範圍內的應用能獲得高度可靠性和性能。美國Foundry公司 ServerIronGT-C2404F應用交換機可實現全局服務器負載均衡,高性能 VPN/防火牆負載均衡，透明緩存交換，,鏈路負載均衡，防DoS攻擊保護服務器。